移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，包括圖像傳感器等；圖像傳感器的成像陣列被配置為單元像素具有接收可見光-紅外光寬帶分布的成像波長光譜；LED照明光源被配置為通過LED電流驅(qū)動器控制的輻射可見光-紅外光成像波長的LED照明光源；光學(xué)濾波器為可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器；光學(xué)成像透鏡為自動聚焦光學(xué)成像透鏡；可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器、自動聚焦光學(xué)成像透鏡、圖像傳感器的光學(xué)中心被配置為成像系統(tǒng)光學(xué)軸的同軸光路位置；LED照明光源的光學(xué)中心被配置為成像系統(tǒng)光學(xué)軸的離軸光路位置。
【專利說明】移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物識別光電領(lǐng)域，尤其是一種用于高安全性的移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]移動終端包括智能手機(jī)、平板、可穿戴設(shè)備等，現(xiàn)在的信息技術(shù)移動化發(fā)展趨勢來看，移動終端設(shè)備必然是未來適用最廣泛的設(shè)備。
[0003]目前，現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的移動終端在移動安全支付、賬戶安全登陸、網(wǎng)上銀行方面運(yùn)用已經(jīng)極其的廣泛了，如余額寶、微信、銀行賬戶管理等方面的運(yùn)用，雖然在其使用過程中，為生活帶來了極大的便利，但是一種新型的通過移動終端安全性能薄弱等特點(diǎn)進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)犯罪逐漸的興起。
[0004]而移動終端中，現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行身份確認(rèn)的慣用手段就是密碼輸入，但是這種身份確認(rèn)的手段安全性能十分的低，只需要在移動終端上植入簡單的病毒程序，就能將該密碼泄露，造成相應(yīng)的損失。為了解決這個(gè)問題，國際上還是用生物識別的方式進(jìn)行移動終端安全身份認(rèn)證；如蘋果公司提出的基于如訪6=1%公司開發(fā)的指紋識別技術(shù)，該技術(shù)運(yùn)用在手機(jī)終端上，極大的提高了移動終端的身份確認(rèn)安全性；但是，指紋技術(shù)識別的過程中，由于指紋是靜態(tài)的，雖然具有唯一性，但是也極其容易被獲取指紋信息，甚至被仿制等，所以隨著指紋技術(shù)在移動終端上的運(yùn)用越來越廣泛，其安全性也會相應(yīng)的呈下降趨勢，所以在安全性方面更加具有優(yōu)勢的生物識別是解決移動終端安全身份認(rèn)證過程中非常有效的方法，而生物識別系統(tǒng)是現(xiàn)有的生物識別中精確度最高的。
[0005]目如在所有移動終端中生物識別系統(tǒng)技術(shù)和廣品中，沒有實(shí)現(xiàn)用于自拍功能的可見光光電成像系統(tǒng)和虹膜靜脈生物識別光電成像系統(tǒng)組合。但如果自拍功能的可見光光電成像系統(tǒng)和虹膜靜脈生物識別光電成像系統(tǒng)組合分開獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，其成本大大增加，更主要的移動終端的體積無法提供容納3套及以上分開獨(dú)立光學(xué)成像系統(tǒng)的安裝空間。
[0006]另外盡管虹膜靜脈在防偽造物安全性方面生物識別與指紋識別相比更加具有優(yōu)勢，但如果大規(guī)模應(yīng)用于如手機(jī)移動大額支付等重要場合，仍然需要更進(jìn)一步升級防偽造物活體檢測的安全性技術(shù)，消除安全隱患的威脅。畢竟生物識別本身目的就是為安全，其本身的安全性是最基本和最重要的。
[0007]以及如何在移動終端應(yīng)用中獲取高質(zhì)量的圖像光電成像方法和提高生物識別成功率的成像方法。
[0008]需要指出采用1^8-11？獨(dú)立通道光電成像系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)可見光和生物識別組合成像，但目前其鑒于生產(chǎn)成本和工藝，獨(dú)立通道間的相互波長背景隔離度或截止深度還未能滿足實(shí)際需求。
[0009]更進(jìn)一步的，高安全性的移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)及方法需要解決以下嚴(yán)重的問題:
[0010]1、移動終端應(yīng)用中可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，滿足自拍功能的可見光光電成像系統(tǒng)和虹膜靜脈生物識別光電成像系統(tǒng)組合，其體積控制在8.5111111^8.5111111*6111111內(nèi)，低功耗。
[0011]2、移動終端應(yīng)用中可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，需要一整套高安全性的防偽造物活體檢測方法，保證生物識別本身的安全性。
[0012]3.移動終端應(yīng)用中可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，需要獲取高質(zhì)量的圖像光電成像方法。
[0013]4、移動終端應(yīng)用中可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，需要一套提高生物識別成功率的成像方法。
[0014]5、移動終端應(yīng)用中可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，需要極大降低成本，成本降低至10美金以內(nèi)才能大規(guī)模得到應(yīng)用。
[0015]解決以上問題是目前面臨的最大挑戰(zhàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題提供一種用于高安全性的移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)。
[0017]特別的說明，本發(fā)明說述的生物識別指定為虹膜和靜脈。
[0018]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，包括可見光光電成像和生物識別光電成像系統(tǒng)；所述可見光光電成像和生物識別光電成像均由處理器芯片、120照明光源、光學(xué)濾波器、光學(xué)成像透鏡、圖像傳感器組成；所述圖像傳感器的成像陣列被配置為單元像素具有接收可見光-紅外光寬帶分布的成像波長光譜；所述[￡0照明光源被配置為通過1^0電流驅(qū)動器控制的輻射可見光-紅外光成像波長的120照明光源，且該120照明光源具有與圖像傳感器的可見光-紅外光寬帶成像波長分布相互匹配的福射波長范圍；
[0019]所述光學(xué)濾波器被配置為通過光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器控制的可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器；所述可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器被配置為具有與圖像傳感器可見光-紅外光寬帶成像波長分布相互匹配的過濾波長范圍；所述光學(xué)成像透鏡被配置為通過光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器控制的自動聚焦光學(xué)成像透鏡；所述自動聚焦光學(xué)成像透鏡被配置為具有與圖像傳感器的可見光-紅外光寬帶成像波長分布相互匹配的聚焦波長范圍；所述可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器，自動聚焦光學(xué)成像透鏡，圖像傳感器的光學(xué)中心被配置為成像系統(tǒng)光學(xué)軸的同軸光路位置；所述的[￡0照明光源的光學(xué)中心被配置為成像系統(tǒng)光學(xué)軸的離軸光路位置。
[0020]作為對本發(fā)明所述的一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)的改進(jìn):通過所述120照明光源輻射可見光成像波長，可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器改變過濾可見光成像波長，自動聚焦光學(xué)成像透鏡物理折射聚焦可見光成像波長以及圖像傳感器的成像陣列接收可見光波長構(gòu)成可見光光電成像的光學(xué)通路；通過所述[￡0照明光源輻射紅外光成像波長，可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器改變過濾紅外光成像波長，自動聚焦光學(xué)成像透鏡物理折射聚焦紅外光成像波長以及圖像傳感器的成像陣列接收紅外光波長構(gòu)成生物識別光電成像的光學(xué)通路；所述可見光光電成像采用可見光成像波長為400-650鹽，聚焦工作物距10至少在30-100(^1的范圍內(nèi)；所述生物識別光電成像采用紅外光成像波長為750-950鹽，聚焦工作物距10至少在30-100(^1的范圍內(nèi)；所述同軸光路位置為可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器，自動聚焦光學(xué)成像透鏡，圖像傳感器的光學(xué)中心線與成像系統(tǒng)光學(xué)軸間夾角具有0度角度；所述離軸光路位置為照明光源的輻射光學(xué)中心線與成像系統(tǒng)光學(xué)軸間夾角具有5-30度角度。
[0021]作為對本發(fā)明所述的一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述的生物識別光電成像具有以下光學(xué)成像要求:生物識別光電成像的成像波長II滿足:75011111彡II彡950^ ；生物識別光電成像的聚焦工作物距10滿足:100111彡10彡300111 ；生物識別光電成像的像素空間分辨率？部滿足:？部彡10^1^61/111111 ；生物識別光電成像的光學(xué)放大倍率01滿足:01 =；其中，所述？3為圖像傳感器每個(gè)成像像素單元的物理尺度為生物識別光電成像的像素空間分辨率；所述生物識別光電成像的光學(xué)空間分辨率0部1在像方平面滿足:在調(diào)制傳遞函數(shù)60 %時(shí)，1/(4^8) ( 081？1 ( 1/(2^8)；所述可見光光電成像具有以下光學(xué)成像要求:可見光光電成像的成像波長II滿足:40011111彡II彡6501^ ；可見光光電成像的聚焦工作物距10滿足:300111彡10彡1000111 ；可見光光電成像的像素空間分辨率？部應(yīng)該滿足:？部彡31)1X61/111111 ；可見光光電成像的光學(xué)放大倍率01，應(yīng)該滿足:01 = ；其中，以上所述？3為圖像傳感器每個(gè)成像像素單元的物理尺度；？部為可見光光電成像的像素空間分辨率；
[0022]所述可見光光電成像的光學(xué)空間分辨率0部1在像方平面滿足:在調(diào)制傳遞函數(shù)60%時(shí)，^ 081？1 ^ 1/(2^8) 0
[0023]4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，其特征是:所述圖像傳感器、120電流驅(qū)動器、自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器以及光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器均由處理器芯片控制；
[0024]所述處理器芯片被配置為用于連接圖像傳感器，控制圖像傳感器成像陣列輸出的圖像像素值數(shù)據(jù)；連接[￡0電流驅(qū)動器驅(qū)動控制1^0照明光源輻射強(qiáng)度、輻射角度和位置、輻射時(shí)間；連接自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)驅(qū)動自動聚焦光學(xué)成像透鏡物理聚焦；以及連接光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)驅(qū)動可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器波長范圍改變。
[0025]作為對本發(fā)明所述的一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述圖像傳感器的成像陣列中接收可見光-紅外光波長的成像像素單元的物理尺度？3滿足如下條件:111111/1)1161 ^ ？8 ^ 311111/1)1X61 ；所述圖像傳感器成像陣列接收的波長像素單元具有光電轉(zhuǎn)換的數(shù)值V，其數(shù)值V為:
[0026]\ =附2父？氺八[(⑶噸氺？別即1
[0027]其中:所述2X9為圖像傳感器成像陣列的積分時(shí)間或曝光時(shí)間；狀？同步等于[￡0照明光源輻射時(shí)間政？彡33.31118似爪為圖像傳感器成像陣列的數(shù)字和模擬增益；最大值以爪滿足圖像傳感器的信噪比3殿，3殿彡36此分貝為圖像傳感器成像陣列的八IX:電壓模擬-數(shù)值轉(zhuǎn)換量化分辨率為圖像傳感器成像陣列接收的輻射率或輻射照度；
[0028]2 = 03 ^1/11)^0082 V 氺(1/^0)2
[0029]其中:I為[￡0照明光源106輻射強(qiáng)度；最大值I滿足I彡100麗/紅；V為[￡0照明光源的輻射角度，即[￡0照明光源的輻射光學(xué)中心線與成像系統(tǒng)光軸間的離軸夾角；V滿足:5度彡V ? 30度；10為光學(xué)成像系統(tǒng)的聚焦工作物距；剛0為自動聚焦光學(xué)成像透鏡的數(shù)值光圈，即相對孔距倒數(shù)；剛0滿足:0.5^8/(1.22氺入)(剛0 ( 2.0^8/(1.22氺入)；
[0030]X為成像波長；為成像物體的生物組織光學(xué)效應(yīng)反射率 ? 為光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)系數(shù)；
[0031]0 = 1/16^008^/(1+01)2 ；
[0032]其中:￠0為入射光的物方視場角；￠0滿足:0彡￠0彡^/2, 為光電成像系統(tǒng)的全視場角；01為光電成像系統(tǒng)的光學(xué)放大倍率；？％為圖像傳感器成像陣列的成像像素單元的物理尺度面積單位比；
[0033]？別=(^8^8) /01112 ；
[0034]0為光電成像系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換常數(shù)；所述圖像傳感器成像陣列接收像素單元光電轉(zhuǎn)換的數(shù)字值V被作為成像圖像原始像素?cái)?shù)據(jù)II:”輸出；所述圖像傳感器的成像陣列被配置為全局幀成像模式或滾動行成像模式；所述圖像傳感器被配置為糊如8像素輸出格式，使用如8通道補(bǔ)償增益或如8通道平衡增益；
,]1=/= 1.從)1:^.)5⑷I
[0036]0=/ ^ &
[0037]
[0038]以通道補(bǔ)償或平衡增益為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)，6.60 =1.0^通道補(bǔ)償或平衡增益I =以1？；8通道補(bǔ)償或平衡增益=以8 ；所述〔XI，入卜]為成像波長范圍；所述
分別為圖像傳感器的如8光譜的光電量子轉(zhuǎn)換效率敏感度波長分布函數(shù)，？(入)為可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器的透射率波長分布函數(shù)，3 ( X )為[￡0照明光源的輻射率波長分布函數(shù)；10)為自動聚焦光學(xué)成像透鏡的透射率波長分布函數(shù)；所述等價(jià)采用以8通道補(bǔ)償增益或8通道補(bǔ)償增益為歸一標(biāo)準(zhǔn)；所述圖像傳感器的圖像分辨率如1被配置為#01 ^ 25601)1X618*12801)1X618 ；所述圖像傳感器具有主光線入射角
(01116^尺已7八叩工一)^ 25度。
[0039]作為對本發(fā)明所述的一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述[￡0照明光源具有:獨(dú)立或混合輻射的可見光和紅外光成像波長；半峰值輻射視場角0 ；所述半峰值輻射視場角0滿足:
[0040]0 彡？0乂 ；
[0041]所述為成像系統(tǒng)的全視場角；
[0042]？0乂彡 2*81-0^811 ((01^8) / (2^1))；
[0043]其中為自動聚焦光學(xué)成像透鏡的等效焦距；01為圖像傳感器成像陣列的像面對角線像素單元的數(shù)量；？3為圖像傳感器成像陣列的像素單元的物理尺度；用于優(yōu)化光電成像系統(tǒng)的成像視場和成像質(zhì)量效果的一個(gè)或多個(gè)不同輻射角度和位置；用于聯(lián)合優(yōu)化光電成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量效果的與圖像傳感器成像同步的連續(xù)或脈沖輻射時(shí)間和輻射強(qiáng)度；所述120照明光源采用310表面貼片封裝。
[0044]作為對本發(fā)明所述的一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器具有:當(dāng)改變?yōu)榭梢姽獬上癫ㄩL時(shí):
[0045]可見光成像波長范圍內(nèi)的光截止率？1 ( 10.0%，可見光成像波長范圍外的光截止率彡99.0%，
[0046]或等價(jià)的
[0047]可見光成像波長范圍內(nèi)的光透射率II彡90.0%，可見光成像波長范圍外的光透射率!'0 ^ 1.0% ；
[0048]當(dāng)改變?yōu)榧t外光成像波長時(shí):
[0049]紅外光成像波長范圍內(nèi)的光截止率？1 ( 10.0%，紅外光成像波長范圍外的光截止率彡99.0%，
[0050]或等價(jià)的
[0051]紅外光成像波長范圍內(nèi)的光透射率II彡90.0%，紅外光成像波長范圍外的光透射率I?！?.0%。
[0052]作為對本發(fā)明所述的一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述自動聚焦光學(xué)成像透鏡被配置為固定焦距，采用液體驅(qū)動透鏡、液晶驅(qū)動透鏡、V】音圈驅(qū)動透鏡、1213驅(qū)動透鏡、200？波前相位調(diào)制透鏡或者晶圓級陣列微透鏡中任意一種；
[0053]且其具有:
[0054]表面最大反射率耐狀彡1.0%，表面平均反射率彡0.3%，
[0055]或等價(jià)的
[0056]表面最小透射率1111111 ? 99.0%，表面平均透射率！'? 99.7% ；
[0057]所述自動聚焦光學(xué)成像透鏡具有:焦距，數(shù)值光圈剛0滿足:
[0058]2臟彡彡5臟，1.4彡剛0彡2.8 ；
[0059]所述自動聚焦光學(xué)成像透鏡的光學(xué)畸變001絕對值被配置為:001絕對值彡1 % ；
[0060]所述自動聚焦光學(xué)成像透鏡的相對照明率101？被配置為:101？彡50% ；
[0061]所述10卩=光學(xué)成像透鏡的邊緣視場亮度/光學(xué)成像透鏡的中心視場亮度；
[0062]所述自動聚焦光學(xué)成像透鏡和圖像傳感器被配置為相互匹配主光線入射角狀。
[0063]一種用于可見光光電成像的成像方法，包括以下步驟:①處理器芯片進(jìn)行對光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器，120電流驅(qū)動器，圖像傳感器，自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器初始化工作狀態(tài)配置處理器芯片控制光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器，120電流驅(qū)動器，圖像傳感器，自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器進(jìn)入低功耗待機(jī)或關(guān)機(jī)模式；處理器芯片判斷是否需要獲取可見光成像圖像，是轉(zhuǎn)步驟④，否繼續(xù)步驟③；④處理器芯片通過光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器改變可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器為可見光成像波長；處理器芯片控制120電流驅(qū)動器驅(qū)動120照明光源產(chǎn)生可見光成像波長連續(xù)或同步脈沖模式的輻射；處理器芯片控制圖像傳感器的成像陣列接收全局幀成像模式或滾動行成像模式輸出的原始圖像狀1如8像素?cái)?shù)據(jù)IIII ；⑤處理器芯片根據(jù)成像原始圖像糊像素?cái)?shù)據(jù)IIII和像素單元光電轉(zhuǎn)換關(guān)系，驅(qū)動圖像傳感器和[￡0電流驅(qū)動器及自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器，實(shí)現(xiàn)反饋控制；⑥處理器芯片分別對原始圖像狀I(lǐng)像素?cái)?shù)據(jù)II:”插值重建和圖像處理；⑦處理器芯片輸出內(nèi)插重建和圖像處理后的圖像I匕，8，4 ；⑧返回步驟②循環(huán)。
[0064]一種用于生物識別光電成像的成像方法，其特征是，包括以下步驟:1.處理器芯片進(jìn)行對光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器，120電流驅(qū)動器，圖像傳感器，自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器初始化工作狀態(tài)配置么處理器芯片控制光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器，120電流驅(qū)動器，圖像傳感器，自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器進(jìn)入低功耗待機(jī)或關(guān)機(jī)模式4處理器芯片判斷是否需要獲取生物成像圖像，是轉(zhuǎn)步驟⑷，否繼續(xù)步驟⑶處理器芯片通過光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器改變可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器為紅外光成像波長在處理器芯片控制120電流驅(qū)動器驅(qū)動120照明光源產(chǎn)生紅外光成像波長連續(xù)或同步脈沖模式的輻射務(wù)處理器芯片控制圖像傳感器的成像陣列接收全局幀成像模式或滾動行成像模式輸出的原始圖像狀I(lǐng)如8像素?cái)?shù)據(jù)111} 口.處理器芯片根據(jù)成像原始圖像狀I(lǐng)像素?cái)?shù)據(jù)1(1}和像素單元光電轉(zhuǎn)換關(guān)系，驅(qū)動圖像傳感器和[￡0電流驅(qū)動器及自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器，實(shí)現(xiàn)反饋控制成處理器芯片輸出圖像III！戈返回步驟⑵循環(huán)。
[0065]作為對本發(fā)明所述一種用于生物識別光電成像的成像方法的改進(jìn)，所述圖像傳感器初始化工作狀態(tài)配置為糊如8像素輸出格式，1？68通道補(bǔ)償增益或如8通道平衡增益處理可通過初始化工作狀態(tài)配置設(shè)置圖像傳感器的相應(yīng)的如8通道數(shù)字和/或模擬增益簡化實(shí)現(xiàn)；所述反饋控制包括如下的步驟:首先、處理器芯片可以根據(jù)圖像傳感器輸出的成像原始圖像像素?cái)?shù)據(jù)II:”和對應(yīng)的公式即1，反饋控制圖像傳感器的復(fù)位積分時(shí)間，數(shù)字和/或模擬增益設(shè)置，反饋控制[￡0電流驅(qū)動器驅(qū)動1^0照明光源的輻射強(qiáng)度，和輻射時(shí)間，用于控制圖像亮度，信噪比和運(yùn)動模糊程度提高成像質(zhì)量；其次、處理器芯片可以根據(jù)圖像傳感器輸出的成像原始圖像像素?cái)?shù)據(jù)II:”計(jì)算圖像中鏡面全反射干擾程度和相對照明亮度均衡程度，反饋控制120電流驅(qū)動器驅(qū)動120照明光源用于控制輻射角度和位置以提高成像質(zhì)量；最后、處理器芯片可以根據(jù)計(jì)算成像圖像原始狀I(lǐng)像素?cái)?shù)據(jù)II:”的焦點(diǎn)質(zhì)量值反饋控制自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器驅(qū)動自動聚焦光學(xué)成像透鏡實(shí)現(xiàn)生物識別光電成像聚焦工作物距師至少在的范圍內(nèi)。
[0066]一種驅(qū)動自動聚焦方法，包括以下步驟:1.根據(jù)預(yù)定的聚焦工作物距范圍，定義待搜索的局部感興趣區(qū)域和搜索參數(shù)么處理器芯片控制自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器按照步驟1中定義待搜索的局部感興趣區(qū)域和搜索參數(shù)，驅(qū)動自動聚焦光學(xué)成像透鏡執(zhí)行在單調(diào)方向上連續(xù)性焦點(diǎn)位置搜索4處理器芯片控制圖像傳感器獲取步驟2中在單調(diào)方向上連續(xù)性焦點(diǎn)位置搜索輸出的成像原始圖像狀I(lǐng) 像素?cái)?shù)據(jù)沁處理器芯片實(shí)時(shí)計(jì)算焦點(diǎn)位置搜索圖像的焦點(diǎn)質(zhì)量在處理器判斷最佳焦點(diǎn)質(zhì)量對應(yīng)的圖像為最佳聚焦圖像。
[0067]一種生物識別防偽造物活體檢測方法:采用通過可見光-紅外光成像波長輻射產(chǎn)生的生物組織光譜學(xué)活性特性實(shí)時(shí)檢測方法。
[0068]作為對本發(fā)明所述一種生物識別防偽造物活體檢測方法的改進(jìn)，所述的可見光-紅外光成像波長輻射產(chǎn)生的生物組織光譜學(xué)活性特性實(shí)時(shí)檢測方法，包括以下步驟:1)處理器芯片通過光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器改變可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器為可見光成像波長；處理器芯片驅(qū)動控制[￡0電流驅(qū)動器驅(qū)動1^0照明光源產(chǎn)生可見光成像波長輻射；處理器芯片獲取圖像傳感器成像陣列的可見光成像波長圖像；2〉處理器芯片通過光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器改變可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器為紅外光成像波長；處理器芯片驅(qū)動控制[￡0電流驅(qū)動器驅(qū)動[￡0照明光源產(chǎn)生紅外光成像波長輻射；處理器芯片獲取圖像傳感器成像陣列的紅外光成像波長圖像1匕^3)處理器芯片計(jì)算步驟中可見光成像波長圖像1巧和紅外光成像波長圖像1匕的對比度數(shù)據(jù)，分別為1^3，和其中:
[0069]0為虹膜區(qū)域與虹膜外區(qū)域間的對比度；
[0070]或
[0071]0為靜脈區(qū)域與靜脈外區(qū)域間的對比度；
[0072]0 = 8(111-18)/8(^0111:11-18)；
[0073]或
[0074]0 = 8(^0111:^6111)/8(1^6111)；
[0075]表示虹膜區(qū)域像素表示虹膜外區(qū)域像素；”6111表示靜脈區(qū)域像素；
[0076]1011^6111表示靜脈外區(qū)域像素；所述的函數(shù)3為相應(yīng)區(qū)域像素統(tǒng)計(jì)評估函數(shù)，所述像素統(tǒng)計(jì)評估函數(shù)采用的方法包括:直方圖統(tǒng)計(jì)，頻率統(tǒng)計(jì)，平均值統(tǒng)計(jì)，加權(quán)平均值統(tǒng)計(jì)，中值統(tǒng)計(jì)，能量值統(tǒng)計(jì)，方差統(tǒng)計(jì)，梯度統(tǒng)計(jì)或空間-頻率域?yàn)V波器處理器芯片分別實(shí)時(shí)計(jì)算可見光成像波長輻射和紅外光成像波長輻射的圖像對比度和1匕」:活性變化率八0 ；
[0077]其中:
[0078]八 0 = 111-^0/1^8^0*100% ；
[0079]5)根據(jù)可見光-紅外光成像波長輻射生物組織光譜學(xué)活性特性預(yù)設(shè)值，和步驟4中數(shù)據(jù)值八^的活性對比度相應(yīng)變化率，判斷條件八^〉300%實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測生物活體狀態(tài)；所述的上述步驟1和2順序具有等價(jià)性，可以對換。
[0080]一種提高生物識別成功率的成像方法:包括以下步驟:1、注冊時(shí)采集至少兩個(gè)或以上的120照明光源在不同輻射角度和位置時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像
； I1、使用生物圖像11“？ V 6111*011}計(jì)算獲得至少兩個(gè)或以上的生物特征模板16即1社6，進(jìn)行特征模板間交叉比對成功后，保存為注冊的生物特征模板；111、識別時(shí)采集一個(gè)或以上的120照明光源在不同輻射角度和位置時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像11:^ I？ V代⑶即丨“V、使用一個(gè)或多個(gè)生物圖像11“？取代⑶即丨計(jì)算產(chǎn)生的特征模板了6卹1511:6 |？ V 1-600^11}與注冊的生物特征模板了6卹1511:6 |？ V 6111~011|間進(jìn)行交叉比對并獲得識別結(jié)果。
[0081]一種提高生物識別成功率的成像方法，其特征是:包括以下步驟:1、注冊時(shí)采集至少兩種或以上的120照明光源在不同輻射強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像111-(1^6111-011} ； 1丨、使用生物圖像I丨!'出6111~011}計(jì)算獲得至少兩個(gè)或以上的生物特征模板！'6即1社6，進(jìn)行特征模板間交叉比對成功后，保存為注冊的生物特征模板；迅、識別時(shí)采集一個(gè)或以上的120照明光源在不同輻射強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像III ；?、使用一個(gè)或多個(gè)生物圖像計(jì)算產(chǎn)生的特征模板161111)181:6 與注冊的生物特征模板間進(jìn)行交叉比對并獲得識別結(jié)果。
[0082]一種提高生物識別成功率的成像方法:包括以下步驟:3注冊時(shí)采集至少兩種或以上的120照明光源在不同輻射波長范圍時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像111-(16111-011}山使用生物圖像I丨1~1}計(jì)算獲得至少兩個(gè)或以上的生物特征模板！'6即1社6，進(jìn)行特征模板間交叉比對成功后，保存為注冊的生物特征模板；0識別時(shí)采集一個(gè)或以上的120照明光源在不同輻射波長范圍時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像111*111*6(3081^ 3使用一個(gè)或多個(gè)生物圖像計(jì)算產(chǎn)生的特征模板161111)181:6 {11-600^11}與注冊的生物特征模板間進(jìn)行交叉比對并獲得識別結(jié)果。
[0083]總結(jié)上述描述，通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高安全性的移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)以及其方法:
[0084]1、移動終端應(yīng)用中可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)滿足自拍功能的可見光光電成像和多種虹膜靜脈生物識別光電成像組合，其體積控制在8.5111111^8.5111111*6111111內(nèi)，低功耗。
[0085]2、移動終端應(yīng)用中可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一整套高安全性的防偽造物活體檢測方法，保證生物識別本身的安全性。
[0086]3.移動終端應(yīng)用中可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)獲取高質(zhì)量的圖像光電成像方法。
[0087]4、移動終端應(yīng)用中可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一套提高生物識別成功率的成像方法。
[0088]5、移動終端應(yīng)用中可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)極大降低成本，成本降低至10美金以內(nèi)能大規(guī)模得到應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0089]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0090]圖1為本發(fā)明的可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖；

【具體實(shí)施方式】
[0091]實(shí)施例1、給出一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)及方法。該方法包括有可見光光電成像的成像方法、生物識別光電成像的成像方法、生物防偽造物活體檢測方法、提高生物識別成功率的成像方法。
[0092]如圖1所示，該組合光電成像系統(tǒng)沿著成像系統(tǒng)光軸100從上至下依次設(shè)置可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器(101或104)(用于過濾可見光或紅外光成像波長，位于自動聚焦光學(xué)成像透鏡102前或后)、自動聚焦光學(xué)成像透鏡102(用于物理折射聚焦成像波長)、自動聚焦光學(xué)成像透鏡的固定安裝座103 (用于固定安裝自動聚焦光學(xué)成像透鏡)、圖像傳感器105(用于光電轉(zhuǎn)換輸出成像圖像)、照明光源106(包括可見光和紅外光-0?照明光源，用于對可見光光電成像產(chǎn)生可見光成像波長輻射和用于對生物識別光電成像產(chǎn)生紅外光成像波長輻射)以及成像系統(tǒng)固定安裝基板107(用于提供可見光和生物識別光電成像固定安裝載體)，成像系統(tǒng)固定安裝基板107連接移動終端主板110(用于實(shí)現(xiàn)移動終端功能電路載體)，在移動終端主板110上集成[￡0電流驅(qū)動器108(用于驅(qū)動控制[￡0照明光源106輻射強(qiáng)度，輻射角度和位置，和輻射時(shí)間)，自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器111 (用于驅(qū)動自動聚焦光學(xué)成像透鏡102自動聚焦)，光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器112 (用于驅(qū)動可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器改變波長范圍)，和處理器芯片109(用于驅(qū)動控制120電流驅(qū)動器108，自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器111，光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器112和圖像傳感器105)。
[0093]本發(fā)明具體實(shí)施例1中可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)包括用于可見光光電成像的光學(xué)通路和生物識別光電成像的光學(xué)通路。
[0094]可見光光電成像的光學(xué)通路包括如下:
[0095]120照明光源106輻射可見光成像波長，可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器(101或104)改變過濾可見光成像波長，自動聚焦光學(xué)成像透鏡102物理折射聚焦可見光成像波長，圖像傳感器105的成像陣列接收可見光波長。
[0096]生物識別光電成像的光學(xué)通路包括如下:
[0097]120照明光源106輻射紅外光成像波長，可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器(101或104)改變過濾紅外光成像波長，自動聚焦光學(xué)成像透鏡102物理折射聚焦紅外光成像波長，圖像傳感器105的成像陣列接收紅外光波長。
[0098]本發(fā)明的具體實(shí)施例1中，圖像傳感器105的成像陣列被配置為單元像素具有接收可見光-紅外光寬帶分布的成像波長光譜；120照明光源106 (可見光和紅外光120照明光源)被配置為具有與圖像傳感器105的可見光-紅外光寬帶成像波長分布相互匹配的輻射波長范圍；可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器(101或104)被配置為具有與圖像傳感器105可見光-紅外光寬帶成像波長分布相互匹配的過濾波長范圍；自動聚焦光學(xué)成像透鏡102被配置為具有與圖像傳感器105的可見光-紅外光寬帶成像波長分布相互匹配的聚焦波長范圍。
[0099]可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器(101或104)，自動聚焦光學(xué)成像透鏡102，圖像傳感器105的光學(xué)中心被配置為成像系統(tǒng)光學(xué)軸100的同軸(如-狀匕)光路位置。同軸(0=-狀18)光路位置為可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器(101或104)、自動聚焦光學(xué)成像透鏡102和圖像傳感器105的光學(xué)中心線與成像系統(tǒng)光學(xué)軸100間夾角具有0度角度。
[0100]120照明光源106的光學(xué)中心被配置為成像系統(tǒng)光學(xué)軸100的離軸(0打-狀匕)光路位置。離軸(0打-^18)光路位置為照明光源106的輻射光學(xué)中心線與成像系統(tǒng)光學(xué)軸100間夾角具有5-30度角度。
[0101]處理器芯片109具有如下的功能:
[0102]用于連接圖像傳感器105，控制圖像傳感器105成像陣列輸出的圖像像素值數(shù)據(jù)；
[0103]連接[￡0電流驅(qū)動器108驅(qū)動控制[￡0照明光源106的輻射強(qiáng)度、輻射角度和位置、輻射時(shí)間；
[0104]連接自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器111實(shí)現(xiàn)驅(qū)動自動聚焦光學(xué)成像透鏡102物理聚焦；
[0105]連接光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器112實(shí)現(xiàn)驅(qū)動可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器波長范圍改變。
[0106]自動聚焦光學(xué)成像透鏡102被配置為固定焦距，可以采用如液體驅(qū)動透鏡、液晶驅(qū)動透鏡、V】音圈驅(qū)動透鏡、1213驅(qū)動透鏡、200？波前相位調(diào)制透鏡或者晶圓級陣列微透鏡中任意一種。
[0107]以上所述的可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器(101或104)控制驅(qū)動器112，可以采用如^⑶音圈電磁機(jī)械力驅(qū)動2片獨(dú)立的(可見光和紅外光)光學(xué)濾波器分別行程位移控制實(shí)現(xiàn)波長范圍改變。具體的，通過在音圈腔體施加不同大小的電流值實(shí)現(xiàn)電磁力推動彈片機(jī)械傳遞機(jī)構(gòu)行程位移2片獨(dú)立濾波器分別(可見光或紅外光)到成像系統(tǒng)光學(xué)軸100的同軸光路位置以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動波長范圍改變。更近一步，以上所述的可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器(101或104)，可以采用電介質(zhì)薄膜可調(diào)諧波長光學(xué)濾波器。通過光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器112施加不同大小的薄膜電介質(zhì)值調(diào)諧實(shí)現(xiàn)光學(xué)濾波器波長過濾范圍改變。本發(fā)明所述的可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器不限于上述舉例，其他類型應(yīng)被等同理解。
[0108]發(fā)明的成像波長包括可見光成像波長為400-65011111，紅外光成像波長為750-95011111 ；在具體實(shí)施例1中的成像波長包括可見光成像波長為400-65011111，紅外光成像波長為810-880=1本發(fā)明具體實(shí)施例1作為舉例，紅外光成像波長范圍，本質(zhì)上成像波長范圍為帶寬特性，其也可以等同理解為由成像波長中心06111:61-)和半峰值帶寬(口腿1)描述，如810-88011111范圍可表達(dá)為，中心波長85011111±3011111半峰值帶寬。更進(jìn)一步，作為成像波長范圍變化舉例，可以窄帶為中心波長半峰值帶寬。本發(fā)明的成像波長范圍變化不限于上述舉例，其他范圍應(yīng)被等同理解。
[0109]可見光光電成像采用可見光成像波長，聚焦工作物距10至少在30-100。！:！的范圍內(nèi)，光電成像系統(tǒng)采用紅外光成像波長，聚焦工作物距10至少在10-30(^1的范圍內(nèi)。
[0110]生物識別光電成像具有以下光學(xué)成像要求:
[0111]生物識別光電成像的成像波長II滿足:75011111彡II彡95011111 ；
[0112]生物識別光電成像的聚焦工作物距10滿足:彡10彡300111 ；
[0113]生物識別光電成像的像素空間分辨率？30(1)1x61 81)81:181 16801111:1011)應(yīng)該滿足:？3尺^ 10口 1化1 /麵；
[0114]生物識別光電成像的光學(xué)放大倍率胍即丨如社丨。]!)，應(yīng)該滿足:01 =
；
[0115]其中，以上所述的為圖像傳感器105每個(gè)成像像素單元的物理尺度；？部為生物識別光電成像的像素空間分辨率；
[0116]生物識別光電成像的光學(xué)空間分辨率0301 (01) 81)81:181 1-0801111:10110？ 11118^6 0？ ￠18116)在像方平面應(yīng)該滿足:在調(diào)制傳遞函數(shù)60 % (115 = 0.6)時(shí)，1/(4^8) ? 03尺I ? 1/ (2^8)線對每毫米)。
[0117]可見光光電成像具有以下光學(xué)成像要求:
[0118]可見光光電成像的成像波長II滿足:40011111彡II彡65011111 ；
[0119]可見光光電成像的聚焦工作物距10滿足:30(^ ^ 10 ^ 100^ ；
[0120]可見光光電成像的像素空間分辨率？31？81)81:181 16801111:1011)應(yīng)該滿足:？3尺 ^ 3^)1x61/111111 ；
[0121]可見光光電成像的光學(xué)放大倍率腦即丨丨丨⑶!:;!^]!)，應(yīng)該滿足:01 =
；
[0122]其中，以上所述的為圖像傳感器105每個(gè)成像像素單元的物理尺度；？部為可見光光電成像的像素空間分辨率；
[0123]可見光光電成像的光學(xué)空間分辨率030181)81:181 1-0801111:1011 0？1111886 0？ ￠18116)在像方平面應(yīng)該滿足:在調(diào)制傳遞函數(shù)60 % (1117 = 0.6)時(shí)，1/(4^8) ? 03尺I ? 1/ (2^8)線對每毫米)。
[0124]圖像傳感器105的成像陣列中接收可見光-紅外光波長的成像像素單元的物理尺度滿足如下條件:111111/1)1161 ？8 ^ 311111/1)1X61 (微米每像素)；
[0125]圖像傳感器105成像陣列接收的波長像素單元光電轉(zhuǎn)換的數(shù)值X為:
[0126]V = 八I附2父？氺八口⑶噸氺？別即1
[0127]其中:以上所述的
[0128]為圖像傳感器105成像陣列的積分時(shí)間1=1:6取'11116或曝光時(shí)間6X1)08111-6 〖11116，單位:3秒；1^？同步等于[￡0照明光源106福射時(shí)間；
[0129]^ 33.31118
[0130]以爪為圖像傳感器105成像陣列的數(shù)字和模擬增益，無單位；
[0131]最大值以爪滿足圖像傳感器105的信噪比3殿，3殿彡36此分貝
[0132]八0(?為圖像傳感器105成像陣列的八IX:電壓模擬-數(shù)值轉(zhuǎn)換量化分辨率，單位:138八，數(shù)值位每伏特；
[0133]2為圖像傳感器105成像陣列接收的輻射率或輻射照度，單位:1111(勒克斯)或麗/(^(每毫瓦每平方厘米)；
[0134]2 = 03 ^1/11)^0082 V 氺(1/^0)2
[0135]其中:1為[￡0照明光源106福射強(qiáng)度，單位毫瓦每球面度([^/紅)；
[0136]最大值I 滿足 I ( 1001^/81^ ；
[0137]V為[￡0照明光源106的輻射角度，即[￡0照明光源106的輻射光學(xué)中心線與成像系統(tǒng)光軸100間的離軸夾角；
[0138]V滿足:5度? V ? 30度；更近一步限制為7度? V ? 22.5度；
[0139]10為光學(xué)成像系統(tǒng)的聚焦工作物距；
[0140]剛0為自動聚焦光學(xué)成像透鏡102的數(shù)值光圈，即相對孔距倒數(shù)；
[0141]剛0滿足:0.5^3/(1.22氺入) ? 剛0 彡 2.0^3/(1.22氺入)
[0142]X為成像波長；
[0143]|3為成像物體(虹膜或靜脈)的生物組織光學(xué)效應(yīng)反射率(120照明光源輻射的波長經(jīng)過虹膜或靜脈生物組織的吸收，反射和散射產(chǎn)生生物組織光學(xué)效應(yīng)反射率)；
[0144]0為光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)系數(shù)；
[0145]0 = 1/16^008^/(1+01)2
[0146]其中:0為入射光的物方視場角；
[0147]0滿足:0彡0彡^/2, ？0乂為光電成像系統(tǒng)的全視場角；
[0148]01為光電成像系統(tǒng)的光學(xué)放大倍率；
[0149]為圖像傳感器105成像陣列的成像像素單元的物理尺度面積單位比；
[0150]？8^ = (^8^8) /01112 ；
[0151]0為光電成像系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換常數(shù)；單位為伏特每毫瓦每平方厘米每秒，V、職I
0111^-860)或垃6 / (111 界/0111^-860)；
[0152]圖像傳感器105成像陣列接收像素單元光電轉(zhuǎn)換的數(shù)字值V被進(jìn)一步作為成像圖像原始像素?cái)?shù)據(jù)III！輸出。
[0153]圖像傳感器105的成像陣列被配置為全局幀成像模式沾此仏!")或滾動行成像模式(00111118 311111:1:610。
[0154]本發(fā)明具體實(shí)施例1所述的全局幀成像模式￠10^1包括全局幀積分和全局幀讀出的成像模式，或全局幀積分和滾動行讀出的成像模式。
[0155]本發(fā)明具體實(shí)施例1所述的滾動行成像模式(00111118 811111:1:61-)包括滾動行積分和滾動行讀出的成像模式。
[0156]圖像傳感器105被配置為狀I(lǐng) 1？68像素輸出格式，使用如8通道補(bǔ)償增益或如8
通道平衡增益。
[0157]證二| 3
[0158]
郵9] 8=/-1
[0160] 以通道補(bǔ)償或平衡增益為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)，6.60 = 1.0 ；
[0161〕 I？通道補(bǔ)償或平衡增益= 6/1？；
[0162]8通道補(bǔ)償或平衡增益8」^ = 6/8 ；
[0163]以上所述的〔XI，仏]為成像波長范圍，本發(fā)明具體實(shí)施例1中優(yōu)選的舉例可見光成像波長為[40011111, 65011111]，紅外成像波長為[80011111, 90011111]，作為等同理解，更進(jìn)一步也可以選擇紅外成像波長范圍變化為[81011111, 88011111]。
[0164]分別為圖像傳感器105的如8光譜的光電量子轉(zhuǎn)換效率敏感度波長分布函數(shù)，為可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器(101或104)的透射率波長分布函數(shù)，3(1)為120照明光源106的輻射率波長分布函數(shù)；1(1)為自動聚焦光學(xué)成像透鏡102的透射率波長分布函數(shù)。
[0165]等同理解的，也可等價(jià)采用以I？通道補(bǔ)償增益或8通道補(bǔ)償增益為歸一標(biāo)準(zhǔn)。
[0166]特別的圖像成像傳感器105采用單色類型時(shí)如8通道增益補(bǔ)償或如8通道增益平衡可簡化為 = ^060 = 8,060 = 1.0 ；
[0167]所述的圖像傳感器105的圖像分辨率如1被配置為:
[0168]尺01^ 2560^)1x618*12801)1x618。
[0169]所述的圖像傳感器105具有主光線入射角0^(0116？彡25度。
[0170]本發(fā)明具體實(shí)施例1所述的圖像傳感器105可采用8虹6 1)16(008),811611^1 08？,^60？^0 08？, 187 等封裝進(jìn)一步減小體積。
[0171]本發(fā)明具體實(shí)施例1所述的120照明光源106具有:獨(dú)立或混合輻射的可見光和紅外光成像波長。更進(jìn)一步，本發(fā)明具體實(shí)施例1所述的120照明光源(106可見光和紅外光120)具有:半峰值輻射視場角0。所述的半峰值輻射視場角0滿足:
[0172]^ 彡？0乂 ；
[0173]所述為成像系統(tǒng)的全視場角；
[0174]？0乂彡 2*81-0^811 ((01^8) / (2^1))；
[0175]其中為自動聚焦光學(xué)成像透鏡102的等效焦距；01為圖像傳感器105成像陣列的像面對角線像素單元的數(shù)量；？3為圖像傳感器105成像陣列的像素單元的物理尺度；
[0176]120(即以上所述的120照明光源)理論上是一種360度角度輻射光的朗伯點(diǎn)光源，采用凸透鏡或凹面反光鏡能使[￡0點(diǎn)光源輻射的光線折射或反射起到匯聚光能控制120照明光源的半峰值輻射視場角的作用。凸透鏡可由高折射和透射率光學(xué)塑料等光學(xué)基質(zhì)材料制造，凹面反光鏡可由高光學(xué)反射率金屬基質(zhì)材料制造。更進(jìn)一步理想的，[￡0可采用折射和透射率高的環(huán)氧樹脂基質(zhì)材料，摻入吸收可見光透射紅外光波長的散射色料劑進(jìn)行透鏡功能封裝，實(shí)現(xiàn)[￡0半峰值輻射視場角控制匯聚光能，且呈現(xiàn)表面黑色，以達(dá)到視覺美感要求。
[0177]本發(fā)明具體實(shí)施例1所述的120照明光源106具有:一個(gè)或多個(gè)不同輻射角度和位置，用于優(yōu)化光電成像系統(tǒng)的成像視場和成像質(zhì)量效果。如采用位于成像系統(tǒng)光軸100左側(cè)和丨或右側(cè)的不同輻射位置和不同輻射角度(左側(cè)？1，右側(cè)'，左右兩側(cè)？認(rèn)？1~，[5-30]輻射角度中任意一種或多種角度如5度，20度)，作為不同輻射角度和位置變化舉例也可以采用(上側(cè)代，下側(cè)1?，上下兩側(cè)？談？13，[5-30]輻射角度中任意一種或多種角度如10度，30^〉。多種輻射角度可以優(yōu)化鏡面全反射光干擾程度，提高光電成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量。多種輻射位置可以優(yōu)化成像視場的相對照明亮度均衡程度，提高光電成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量。本發(fā)明的不同輻射角度和位置變化不限于上述舉例，其他不同輻射角度和位置應(yīng)被等同理解。
[0178]本發(fā)明具體實(shí)施例1所述的[￡0照明光源106具有:與圖像傳感器105成像同步的連續(xù)或脈沖輻射時(shí)間和輻射強(qiáng)度，用于聯(lián)合優(yōu)化光電成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量效果。[￡0照明光源106與圖像傳感器105成像同步的連續(xù)或脈沖輻射時(shí)間和輻射強(qiáng)度，可以優(yōu)化圖像亮度，信噪比和運(yùn)動模糊程度，提高光電成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量。120照明光源106可采用310表面貼片等封裝進(jìn)一步減小體積。
[0179]本發(fā)明具體實(shí)施例1所述的可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器(101或104)具有:改變可見光和紅外光成像波長范圍。更進(jìn)一步，本發(fā)明具體實(shí)施例1中所述的可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器(101或104)具有:
[0180]當(dāng)改變?yōu)榭梢姽獬上癫ㄩL時(shí):
[0181]可見光成像波長范圍內(nèi)的光截止率？1 ? 10.0%，
[0182]可見光成像波長范圍外的光截止率^ 99.0%，
[0183]或等價(jià)的
[0184]可見光成像波長范圍內(nèi)的光透射率!'1 ^ 90.0%,
[0185]可見光成像波長范圍外的光透射率10 ? 1.0%。
[0186]當(dāng)改變?yōu)榧t外光成像波長時(shí):
[0187]紅外光成像波長范圍內(nèi)的光截止率？1 ? 10.0%，
[0188]紅外光成像波長范圍外的光截止率彡99.0%，
[0189]或等價(jià)的
[0190]紅外光成像波長范圍內(nèi)的光透射率II ^ 90.0%,
[0191]紅外光成像波長范圍外的光透射率10《1.0%。
[0192]本發(fā)明具體實(shí)施例1所述的自動聚焦光學(xué)成像透鏡102具有:物理折射聚焦可見光和紅外光成像波長。更進(jìn)一步，本發(fā)明具體實(shí)施例1所述的自動聚焦光學(xué)成像透鏡102具有對可見光和紅外光成像波長:
[0193]表面最大反射率耐狀彡1.0%，表面平均反射率彡0.3% ；
[0194]或等價(jià)的
[0195]表面最小透射率加丨!！彡99.0%，表面平均透射率彡99.7%。
[0196]以上所述的自動聚焦光學(xué)成像透鏡102可在非球面光學(xué)塑料如光學(xué)級？麗八，光學(xué)級等光學(xué)基質(zhì)材料進(jìn)行表面多層減反或增透鍍膜實(shí)現(xiàn)；并可通過3-5？片非球面光學(xué)塑料注塑工藝實(shí)現(xiàn)，III光學(xué)總長彡6皿。
[0197]所述的自動聚焦光學(xué)成像透鏡具有:焦距，數(shù)值光圈剛0滿足:
[0198]2麵 ? ^ 5臟，1.4 ? 剛0 ? 2.8。
[0199]更進(jìn)一步，以上所述的自動聚焦光學(xué)成像透鏡102的光學(xué)畸變0010？16118)絕對值被配置為:
[0200]00[絕對值彡1%。
[0201]以上所述的自動聚焦光學(xué)成像透鏡102的相對照明率101？被配置為:
[0202]10尺彡 50%。
[0203]所述10卩=光學(xué)成像透鏡的邊緣視場亮度/光學(xué)成像透鏡的中心視場亮度。
[0204]以上所述的自動聚焦光學(xué)成像透鏡102和圖像傳感器105被配置為相互匹配主光線入射角狀，即，理論上狀相等，實(shí)際應(yīng)用中控制誤差范圍絕對值小于等于3度。
[0205]自動聚焦光學(xué)成像透鏡102被配置為固定焦距，包括液體驅(qū)動透鏡、液晶驅(qū)動透鏡、V】音圈驅(qū)動透鏡、1213驅(qū)動透鏡、200？波前相位調(diào)制透鏡或者晶圓級微陣列透鏡中任意一種。以上所述的液體驅(qū)動透鏡包括固定聚焦透鏡，液體透鏡，用于控制液體透鏡的電壓驅(qū)動器111 ；以上所述的液晶驅(qū)動透鏡包括固定聚焦透鏡，液晶透鏡，用于控制液晶透鏡的電壓驅(qū)動器111 ；以上所述的液體驅(qū)動透鏡和液晶驅(qū)動透鏡通過改變?nèi)肷涔獾那舛燃裙鈱W(xué)功率調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)自動聚焦功能。以上所述的V】音圈驅(qū)動透鏡包括固定聚焦透鏡，V】音圈，用于控制V】音圈的電流驅(qū)動器111 ；以上所述的V】音圈驅(qū)動透鏡通過改變光學(xué)后焦既光學(xué)像距調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)自動聚焦功能。以上所述的1213(微電子機(jī)械系統(tǒng))驅(qū)動透鏡包括固定聚焦透鏡，1213透鏡，用于控制1213透鏡的靜電驅(qū)動器111。以上所述的1213驅(qū)動透鏡通過改變1213透鏡的光學(xué)位置以實(shí)現(xiàn)自動聚焦功能。以上所述的晶圓級陣列微透鏡，通過微透鏡陣列計(jì)算成像(￠01111)111:211:1011211加叫丨叩)實(shí)現(xiàn)30全景深重建功能。以上所述的200？波前相位調(diào)制透鏡包括透鏡，波前相位調(diào)制光學(xué)元件；以上所述的200？波前相位調(diào)制通過波前相位調(diào)制光學(xué)元件調(diào)制后，逆濾波解調(diào)重建實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展景深功能。
[0206]本發(fā)明具體實(shí)施例1還包括對成像系統(tǒng)的031光學(xué)圖像穩(wěn)定驅(qū)動器，通過移動終端集成的陀螺儀等傳感器提供的移動矢量信息反饋光學(xué)圖像穩(wěn)定驅(qū)動器用于控制補(bǔ)償成像系統(tǒng)的光學(xué)運(yùn)動模糊，能進(jìn)一步優(yōu)化光電成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量效果。
[0207]為去除鏡面全反射光的成像干擾，本發(fā)明具體實(shí)施例1的[￡0照明光源106配置光學(xué)線偏振器，和成像光路中(位于自動聚焦光學(xué)成像透鏡102前或后)配置對應(yīng)的正交態(tài)90度光學(xué)線偏振器，通過發(fā)射和接收端形成正交態(tài)的線偏振，能完全去除鏡面全反射光的成像干擾。更進(jìn)一步的，可在成像光路中(位于自動聚焦光學(xué)成像透鏡102前或后)配置可調(diào)諧偏振態(tài)的光學(xué)偏振器，通過控制可調(diào)諧光學(xué)偏振器的偏振態(tài)，能完全去除鏡面全反射光的成像干擾。
[0208]本發(fā)明具體實(shí)施例1，歸因于生物識別光電成像和可見光光電成像具有不同光學(xué)成像要求，成像波長，像素空間分辨率，光學(xué)放大倍率，光學(xué)空間分辨率，聚焦工作物距范圍。
[0209]以上所述的生物識別光電成像具有以下光學(xué)成像要求:
[0210]生物識別光電成像的成像波長II滿足:
[0211]75011111 ^ II ^ 950 ；
[0212]生物識別光電成像的聚焦工作物距10滿足:
[0213]100111 ^ ^ 30。111。
[0214]生物識別光電成像的像素空間分辨率？30(1)1x61 81)81:181 16801111:1011)應(yīng)該滿足:？3尺^ 10口 1化1 /麵；
[0215]生物識別光電成像的光學(xué)放大倍率01(0^1(^1胍即丨如社丨。]!)，應(yīng)該滿足:
[0216]01 = ；
[0217]其中所述的:？3為圖像傳感器每個(gè)成像像素單元的物理尺度；？部為生物識別光電成像的像素空間分辨率；
[0218]生物識別光電成像的光學(xué)空間分辨率0301 (。的丨⑶丨81)81:181 1-0801111:10110？ 11118^6 0？ ￠18116)在像方平面應(yīng)該滿足:在調(diào)制傳遞函數(shù)60 % (115 = 0.6)時(shí)，1/(4^8) ? 03尺I ? 1/ (2^8)線對每毫米)。
[0219]本發(fā)明具體實(shí)施例1所述的生物識別光電成像的光學(xué)成像要求可實(shí)現(xiàn)高分辨率的虹膜和靜脈生物特征細(xì)節(jié)提取，提高組合生物識別性能。
[0220]所述的可見光光電成像具有以下光學(xué)成像要求:
[0221]可見光光電成像的成像波長II滿足:
[0222]400鹽 ^ II ^ 65011111 ；
[0223]可見光光電成像的聚焦工作物距10滿足:
[0224]300111 ^ 10 ^ 100。?。。?。
[0225]可見光光電成像的像素空間分辨率？31？81)81:181 16801111:1011)應(yīng)該滿足:？3尺 ^ 3^)1x61/111111 ；
[0226]可見光光電成像的光學(xué)放大倍率腦即丨丨丨⑶!:;!^]!)，應(yīng)該滿足:
[0227]01 =；
[0228]其中所述的:？3為圖像傳感器每個(gè)成像像素單元的物理尺度；？部為可見光光電成像的像素空間分辨率；
[0229]可見光光電成像的光學(xué)空間分辨率030181)81:181 1-0801111:1011 0？11118^6 0？ ￠18116)在像方平面應(yīng)該滿足:在調(diào)制傳遞函數(shù)60 % (1117 = 0.6)時(shí)，1/(4^8) ? 03尺I ? 1/ (2^8) 線對每毫米)。
[0230]通過以上所述的移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，本發(fā)明給出一種可見光光電成像的成像方法，包括以下步驟:
[0231]1.處理器芯片109進(jìn)行對光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器112，120電流驅(qū)動器108，圖像傳感器105，自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器111初始化工作狀態(tài)配置；
[0232]2.處理器芯片109控制光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器112，120電流驅(qū)動器108，圖像傳感器105，自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器111進(jìn)入低功耗待機(jī)或關(guān)機(jī)模式；
[0233]3.處理器芯片判斷是否需要獲取可見光成像圖像，是轉(zhuǎn)步驟4，否繼續(xù)步驟3 ；
[0234]4.處理器芯片109通過光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器112改變可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器(101或104)為可見光成像波長；
[0235]5.處理器芯片109控制[￡0電流驅(qū)動器108驅(qū)動[￡0照明光源106產(chǎn)生可見光成像波長連續(xù)或同步脈沖模式的福射；
[0236]6.處理器芯片109控制圖像傳感器105的成像陣列接收全局幀成像模式或滾動行成像模式輸出的原始圖像如8像素?cái)?shù)據(jù)111}；
[0237]7.處理器芯片109根據(jù)成像原始圖像糊像素?cái)?shù)據(jù)I {1}和像素單元光電轉(zhuǎn)換關(guān)系，驅(qū)動圖像傳感器105和[￡0電流驅(qū)動器108及自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器111，實(shí)現(xiàn)反饋控制；
[0238]8.處理器芯片109分別對原始圖像狀I(lǐng)像素?cái)?shù)據(jù)I⑴插值重建和圖像處理；
[0239]9.處理器芯片109輸出內(nèi)插重建和圖像處理后的圖像I卜，8，4 ；
[0240]10.返回步驟2循環(huán)。
[0241]以上所述可見光光電成像的成像方法的步驟7中反饋控制包括:
[0242]1.處理器芯片109可以根據(jù)圖像傳感器105輸出的成像原始圖像狀I(lǐng)像素?cái)?shù)據(jù)11:”和對應(yīng)的公式即1，反饋控制圖像傳感器105的復(fù)位積分時(shí)間，數(shù)字和/或模擬增益設(shè)置，反饋控制[￡0電流驅(qū)動器108驅(qū)動[￡0照明光源106的輻射強(qiáng)度，和輻射時(shí)間用于提高成像質(zhì)量。
[0243]2.處理器芯片109可以根據(jù)圖像傳感器105輸出的成像原始圖像狀I(lǐng)像素?cái)?shù)據(jù)11:”計(jì)算圖像中鏡面全反射干擾程度，反饋控制[即電流驅(qū)動器108驅(qū)動[￡0照明光源106用于控制輻射角度和位置以提高成像質(zhì)量。
[0244]3.處理器芯片109可以根據(jù)計(jì)算成像圖像原始糊像素?cái)?shù)據(jù)11:”的焦點(diǎn)質(zhì)量值反饋控制自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器111驅(qū)動自動聚焦光學(xué)成像透鏡102實(shí)現(xiàn)可見光光電成像聚焦工作物距師至少30(^-100(3111?？刹捎脗鹘y(tǒng)公知的自動對焦方法如焦點(diǎn)質(zhì)量最大峰值模糊到精確的迭代搜索。
[0245]處理器芯片109可以通過光線傳感器(根據(jù)使用的情況，可以在處理器芯片109上設(shè)置這樣單獨(dú)附加的一個(gè)器件，其設(shè)置的方法為現(xiàn)在的公知技術(shù)，或者還可以通過在市場上采購相應(yīng)的處理器芯片實(shí)現(xiàn)這樣的光線傳感器功能)根據(jù)當(dāng)前環(huán)境光亮度，控制120電流驅(qū)動器108驅(qū)動[￡0照明光源106可見光的輻射強(qiáng)度。更進(jìn)一步，本發(fā)明具體實(shí)施例1如果光線傳感器根據(jù)當(dāng)前環(huán)境光亮度判斷大于500-100011^以上時(shí)，關(guān)閉[￡0電流驅(qū)動器驅(qū)動[￡0照明光源106可見光。
[0246]更進(jìn)一步解釋，以上所述可見光光電成像的成像方法的步驟8中所述的內(nèi)插重建可采用傳統(tǒng)公知的內(nèi)插值算法。
[0247]可見光光電成像的成像方法的步驟8中所述的圖像處理包括圖像光學(xué)黑電平校正81^，自動白平衡八18，色彩矩陣校正1X1，透鏡邊緣陰影校正16118 8118(11118 001-1-601:1011,自動曝光反饋控制仙I自動增益反饋控制等。
[0248]通過以上所述的移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，本發(fā)明給出一種生物識別光電成像的成像方法，包括以下步驟:
[0249]1.處理器芯片109進(jìn)行對光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器112，120電流驅(qū)動器108，圖像傳感器105，自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器111初始化工作狀態(tài)配置；
[0250]2.處理器芯片109控制光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器112，120電流驅(qū)動器108，圖像傳感器105，自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器111進(jìn)入低功耗待機(jī)或關(guān)機(jī)模式；
[0251]3.處理器芯片判斷是否需要獲取生物成像圖像，是轉(zhuǎn)步驟4，否繼續(xù)步驟3；
[0252]4.處理器芯片109通過光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器112改變可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器(101或104)為紅外光成像波長；
[0253]5.處理器芯片109控制[￡0電流驅(qū)動器108驅(qū)動[￡0照明光源106產(chǎn)生紅外光成像波長連續(xù)或同步脈沖模式的福射；
[0254]6.處理器芯片109控制圖像傳感器105的成像陣列接收全局幀成像模式或滾動行成像模式輸出的原始圖像如8像素?cái)?shù)據(jù)111}；
[0255]7.處理器芯片109根據(jù)成像原始圖像糊像素?cái)?shù)據(jù)I⑴和像素單元光電轉(zhuǎn)換關(guān)系，驅(qū)動圖像傳感器105和[￡0電流驅(qū)動器108及自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器111，實(shí)現(xiàn)反饋控制；
[0256]8.處理器芯片109輸出圖像I⑴；
[0257]9.返回步驟2循環(huán)。
[0258]本發(fā)明具體實(shí)施例1步驟1中圖像傳感器105初始化工作狀態(tài)被配置為狀I(lǐng) 1？68像素輸出格式，如8通道補(bǔ)償增益或如8通道平衡增益處理可通過初始化工作狀態(tài)配置設(shè)置圖像傳感器105的相應(yīng)的如8通道數(shù)字和/或模擬增益簡化實(shí)現(xiàn)。更進(jìn)一步的圖像成像傳感器105，禁用色彩矩陣校正1X1，禁用內(nèi)插1111:611)01211:1011，禁用校正，禁用自動白平衡八18，使用這些功能導(dǎo)致生物圖像對比度降低，特別紋理高頻邊緣部分，影響生物圖像質(zhì)量。
[0259]以上所述生物識別光電成像的成像方法的步驟7中反饋控制包括:
[0260]1.處理器芯片109可以根據(jù)圖像傳感器105輸出的成像原始圖像狀I(lǐng)像素?cái)?shù)據(jù)11:”和對應(yīng)的公式即1，反饋控制圖像傳感器105的復(fù)位積分時(shí)間，數(shù)字和/或模擬增益設(shè)置，反饋控制[￡0電流驅(qū)動器108驅(qū)動[￡0照明光源106的輻射強(qiáng)度，和輻射時(shí)間，用于控制圖像亮度，信噪比和運(yùn)動模糊程度提高成像質(zhì)量。
[0261]2.處理器芯片109可以根據(jù)圖像傳感器105輸出的成像原始圖像狀I(lǐng)像素?cái)?shù)據(jù)1(1}計(jì)算圖像中鏡面全反射干擾程度和相對照明亮度均衡程度，反饋控制[￡0電流驅(qū)動器108驅(qū)動[￡0照明光源106用于控制輻射角度和位置以提高成像質(zhì)量。
[0262]3.處理器芯片109可以根據(jù)計(jì)算成像圖像原始糊像素?cái)?shù)據(jù)I⑴的焦點(diǎn)質(zhì)量值反饋控制自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器111驅(qū)動自動聚焦光學(xué)成像透鏡102實(shí)現(xiàn)生物識別光電成像聚焦工作物距10至少10(^-30(3111?？刹捎脗鹘y(tǒng)公知的自動對焦方法如焦點(diǎn)質(zhì)量最大峰值模糊到精確的迭代搜索。
[0263]更進(jìn)一步，處理器芯片109可以通過圖像傳感器105輸出的成像圖像原始狀胃像素?cái)?shù)據(jù)，執(zhí)行圖像傳感器的光學(xué)黑電平校正81^，自動曝光反饋控制仙0，自動增益反饋控制八以:。
[0264]考慮到生物識別聚焦要求，高像素空間分辨率，大光學(xué)放大倍率，微距的聚焦工作物距范圍，傳統(tǒng)公知的自動對焦方法如焦點(diǎn)質(zhì)量最大峰值模糊到精確的迭代搜索需要18時(shí)間以上。
[0265]為實(shí)現(xiàn)1001118內(nèi)的快速穩(wěn)定自動聚焦，本發(fā)明具體實(shí)施例1通過以上所述的移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，給出一種提供一種快速自動聚焦方法，包括以下步驟:
[0266]1.根據(jù)預(yù)定的聚焦工作物距范圍10，定義待搜索的局部感興趣區(qū)域如1和搜索參數(shù)；
[0267]定義待搜索的局部感興趣區(qū)域如1可由以下公式確定；
[0268]1/2^1 = 1/^01+1/10 ；
[0269]其中:所述的為自動聚焦光學(xué)成像透鏡固定焦距；
[0270]10為預(yù)定的生物聚焦工作物距范圍，10-300111 ；
[0271]1？01為相應(yīng)的待搜索的局部感興趣區(qū)域范圍；
[0272]定義搜索參數(shù)包括:
[0273]搜索步長3?印和搜索次數(shù)3勵可由以下公式確定:
[0274]38^6^) = ；
[0275]3勵=尺01/33161)；
[0276]其中:所述的？3為圖像傳感器105的成像像素單元的物理尺度；
[0277]為生物識別算法可接受的模糊圓直徑尺度；
[0278]2.處理器芯片109控制自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器111按照步驟1中定義待搜索的局部感興趣區(qū)域如1和搜索參數(shù)，驅(qū)動自動聚焦光學(xué)成像透鏡102執(zhí)行在單調(diào)方向上連續(xù)性焦點(diǎn)位置搜索。即執(zhí)行在單調(diào)方向上連續(xù)性焦點(diǎn)位置丨？1，1 = 1，8^0}搜索；
[0279]單調(diào)方向連續(xù)性焦點(diǎn)位置搜索，可以避免采用傳統(tǒng)公知的自動對焦方法如焦點(diǎn)質(zhì)量最大峰值模糊到精確的迭代搜索導(dǎo)致正反方向反復(fù)，具有高效，穩(wěn)定，聚焦速度快。
[0280]3.處理器芯片109控制圖像傳感器105獲取步驟2中在單調(diào)方向上連續(xù)性焦點(diǎn)位置丨？1，1 = 1，8^0}搜索輸出的成像原始圖像狀I(lǐng) 1？68像素?cái)?shù)據(jù)I丨？1，1 = 1，剛；
[0281]4.處理器109芯片實(shí)時(shí)計(jì)算焦點(diǎn)位置搜索圖像1丨？1，1 = 1，勵丨的焦點(diǎn)質(zhì)量08(1 01})；所述的函數(shù)呢為焦點(diǎn)質(zhì)量評估函數(shù)，所述焦點(diǎn)質(zhì)量評估函數(shù)采用的方法包括:梯度統(tǒng)計(jì)，頻率統(tǒng)計(jì)，高通或帶通空間濾波器，高頻能量值統(tǒng)計(jì)，方差統(tǒng)計(jì)，空間-頻率域?yàn)V波器等方法；本發(fā)明的焦點(diǎn)質(zhì)量評估函數(shù)呢不限于上述舉例，其他方法應(yīng)被等同理解。
[0282]5.處理器109判斷最佳焦點(diǎn)質(zhì)量^1})}對應(yīng)的圖像為最佳聚焦圖像；
[0283]=爪狀{03 (1丨？1丨)丨對應(yīng)的焦點(diǎn)質(zhì)量最大值圖像為最佳聚焦圖像；
[0284]更進(jìn)一步，
[0285]= {08 (1) ?08 (11？1|) ?08 (1 {^1+1}) | 對應(yīng)的焦點(diǎn)質(zhì)量最大值圖像為最佳聚焦圖像；
[0286]也可采用
[0287]= {08(1(^11))21)}對應(yīng)的焦點(diǎn)質(zhì)量圖像為最佳聚焦圖像；
[0288]￡1為生物識別算法可接受的圖像焦點(diǎn)質(zhì)量門限。
[0289]本發(fā)明的判斷焦點(diǎn)質(zhì)量方法不限于上述舉例，其他方法應(yīng)被等同理解。
[0290]本發(fā)明提供一種高安全性的生物識別防偽造物活體檢測方法，具有對生物識別偽造物具有實(shí)時(shí)檢測能力，用于保證生物識別本身的安全性，采用以下方式:
[0291]通過可見光-紅外光成像波長輻射產(chǎn)生的生物組織光譜學(xué)活性特性實(shí)時(shí)檢測方法。
[0292]通過以上所述的移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，本發(fā)明給出一種可見光-紅外光成像波長輻射產(chǎn)生的生物組織光譜學(xué)活性特性實(shí)時(shí)檢測方法，包括以下步驟:
[0293]1.處理器芯片109通過光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器112改變可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器(101或104)為可見光成像波長；
[0294]處理器芯片109驅(qū)動控制[￡0電流驅(qū)動器108驅(qū)動[￡0照明光源106產(chǎn)生可見光成像波長福射；
[0295]處理器芯片109獲取圖像傳感器105成像陣列的可見光成像波長圖像；
[0296]2.處理器芯片109通過光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器112改變可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器(101或104)為紅外光成像波長；
[0297]處理器芯片109驅(qū)動控制[￡0電流驅(qū)動器108驅(qū)動[￡0照明光源106產(chǎn)生紅外光成像波長福射；
[0298]處理器芯片109獲取圖像傳感器105成像陣列的紅外光成像波長圖像1匕；
[0299]3.處理器芯片109計(jì)算步驟1，2中可見光成像波長圖像和紅外光成像波長圖像1匕的對比度數(shù)據(jù)，分別為和111^ ；
[0300]其中:
[0301]0為虹膜區(qū)域與虹膜外區(qū)域間的對比度；
[0302]或
[0303]0為靜脈區(qū)域與靜脈外區(qū)域間的對比度；
[0304]0 = 8(111-18)/8(^0111:11-18)；
[0305]或
[0306]0 = 8(^0111:^6111)/8(1^6111)；
[0307]打!'18表示虹膜區(qū)域像素；
[0308]辦此匕匕表示虹膜外區(qū)域像素；
[0309]”6111表示靜脈區(qū)域像素；
[0310]1011切6111表示靜脈外區(qū)域像素；
[0311]所述的函數(shù)3為相應(yīng)區(qū)域像素統(tǒng)計(jì)評估函數(shù)，所述像素統(tǒng)計(jì)評估函數(shù)采用的方法包括:直方圖統(tǒng)計(jì)，頻率統(tǒng)計(jì)，平均值統(tǒng)計(jì)，加權(quán)平均值統(tǒng)計(jì)，中值統(tǒng)計(jì)，能量值統(tǒng)計(jì)，方差統(tǒng)計(jì)，梯度統(tǒng)計(jì)，空間-頻率域?yàn)V波器等；本發(fā)明的相應(yīng)區(qū)域像素統(tǒng)計(jì)評估函數(shù)3不限于上述舉例，其他方法應(yīng)被等同理解。
[0312]4.處理器芯片109分別實(shí)時(shí)計(jì)算可見光成像波長輻射和紅外光成像波長輻射的圖像對比度和活性變化率八^ ；
[0313]其中:
[0314]11^0/1^8,0*100% ；
[0315]5.根據(jù)可見光-紅外光成像波長輻射生物組織光譜學(xué)活性特性預(yù)設(shè)值，和步驟4中數(shù)據(jù)值八^的活性對比度相應(yīng)變化率，判斷條件八^〉300%實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測生物活體狀態(tài)。
[0316]等同理解的，上述可見光-紅外光成像波長輻射產(chǎn)生的生物組織光譜學(xué)活性特性實(shí)時(shí)檢測方法中的步驟1和2順序具有等價(jià)性，可以對換。
[0317]為實(shí)現(xiàn)提高生物識別成功率，本發(fā)明具體實(shí)施例1(根據(jù)移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng))提供一種用于提高生物識別成功率的成像方法，包括以下步驟:
[0318]1.注冊時(shí)采集至少兩個(gè)或以上的120照明光源106在不同輻射角度和位置時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像11“？ V 61^011}；
[0319]本發(fā)明具體實(shí)施例1舉例采用不同輻射角度和位置舉例如左側(cè)？1，右側(cè)'，左右兩側(cè)？認(rèn)？1~，上側(cè)下側(cè)？6，上下兩側(cè)？談？13，[5-30]輻射角度中任意一種或多種角度如5度，10 度，20^,30^)0
[0320]2.使用生物圖像11“？ #61^011}計(jì)算獲得至少兩個(gè)或以上的生物特征模板丁6即1社6 ，進(jìn)行特征模板間交叉比對成功后，保存為注冊的生物特征模板；
[0321]所述的交叉比對舉例，如獲得3個(gè)生物特征模板16卹1社6 {1, 2，3}進(jìn)行交叉比對分別為了6即1社61-!'6即1社62，了6即1社61-!'6即1社63，了6即1社62-了6即1社63 ；只有當(dāng)上述特征模板間交叉比對成功后，才能保證用于后續(xù)識別的注冊的生物特征模板的穩(wěn)定性和識別率。
[0322]3.識別時(shí)采集一個(gè)或以上的[￡0照明光源106在不同輻射角度和位置時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像11^1？ V；
[0323]4.使用一個(gè)或多個(gè)生物圖像111~丨？ V代⑶即丨計(jì)算產(chǎn)生的特征模板丁6,1511:6 |？ V 1-600^11}與注冊的生物特征模板了6卹1511:6 |？ V 6111~011丨間進(jìn)行交叉比對并獲得識別結(jié)果；
[0324]為實(shí)現(xiàn)提高生物識別成功率，本發(fā)明具體實(shí)施例1(根據(jù)移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng))再提供另外一種用于提高生物識別成功率的成像方法，包括以下步驟:
[0325]1.注冊時(shí)采集至少兩種或以上的[￡0照明光源106在不同輻射強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像III'出61^011}；
[0326]本發(fā)明具體實(shí)施例1舉例采用不同可見光和紅外光輻射強(qiáng)度產(chǎn)生生物組織如瞳孔刺激
[0327]活性的紅外光成像波長生物圖像，如產(chǎn)生1倍，2倍，4倍或以上的不同可見光和/或紅外光輻射強(qiáng)度；
[0328]2.使用生物圖像III'出6111~011丨計(jì)算獲得至少兩個(gè)或以上的生物特征模板丁6即1社6 ，進(jìn)行特征模板間交叉比對成功后，保存為注冊的生物特征模板；
[0329]所述的交叉比對舉例，如獲得3個(gè)生物特征模板16卹1社6 {1, 2，3}進(jìn)行交叉比對分別為了6即1社61-!'6即1社62，了6即1社61-!'6即1社63，了6即1社62-!'6即1社63 ；只有當(dāng)上述特征模板間交叉比對成功后，才能保證用于后續(xù)識別的注冊的生物特征模板的穩(wěn)定性和識別率。
[0330]3.識別時(shí)采集一個(gè)或以上的照明光源106在不同輻射強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像；
[0331]4.使用一個(gè)或多個(gè)生物圖像111*1^6⑶即丨計(jì)算產(chǎn)生的特征模板161111)181:6 與注冊的生物特征模板間進(jìn)行交叉比對并獲得識別結(jié)果；
[0332]為實(shí)現(xiàn)提高生物識別成功率，本發(fā)明具體實(shí)施例1(根據(jù)移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng))還提供再另外一種用于提高生物識別成功率的成像方法，包括以下步驟:
[0333]1.注冊時(shí)采集至少兩種或以上的120照明光源106在不同輻射波長范圍時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像；
[0334]本發(fā)明具體實(shí)施例1舉例采用照明光源106產(chǎn)生不同輻射波長范圍的紅外光成像波長生物圖像，舉例如分別產(chǎn)生75011111-80011111，800咖-85011111，850咖-90011111，90011111-95011111, 750鹽-85011111，850鹽-95011111 等不同福射波長范圍或組合。
[0335]2.使用生物圖像I丨!" 116111*011}計(jì)算獲得至少兩個(gè)或以上的生物特征模板丁6即1社6 ，進(jìn)行特征模板間交叉比對成功后，保存為注冊的生物特征模板；
[0336]所述的交叉比對舉例，如獲得3個(gè)生物特征模板16卹1社6 {1, 2，3}進(jìn)行交叉比對分別為了6即1社61-!'6即1社62，了6即1社61-!'6即1社63，了6即1社62-了6即1社63 ；只有當(dāng)上述特征模板間交叉比對成功后，才能保證用于后續(xù)識別的注冊的生物特征模板的穩(wěn)定性和識別率。
[0337]3.識別時(shí)采集一個(gè)或以上的[￡0照明光源106在不同輻射波長范圍時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像；
[0338]4.使用一個(gè)或多個(gè)生物圖像111~|11~600即丨計(jì)算產(chǎn)生的特征模板161111)181:6 與注冊的生物特征模板間進(jìn)行交叉比對并獲得識別結(jié)果；
[0339]本發(fā)明描述的具體實(shí)施例內(nèi)容和技術(shù)特征，可以在相同或等同理解的范圍內(nèi)被實(shí)施，如成像波長范圍變化，圖像傳感器變化，[￡0照明光源變化，光學(xué)濾波器變化，自動聚焦光學(xué)成像透鏡變化，光路變換，器件替代也應(yīng)被等同理解的。
[0340]作為舉例，本發(fā)明描述的具體實(shí)施例的120照明光源可見光波長輻射，也可利用移動終端自身具備的顯示屏代替，如1X0顯示屏具有可調(diào)亮度的如8背光光源，或自身具有1？68輻射的有機(jī)物發(fā)光0120。
[0341]更進(jìn)一步的舉例，光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器可通過安裝手動控制器如手動切換器等同替代。
[0342]最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個(gè)具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，包括可見光光電成像和生物識別光電成像；所述可見光光電成像和生物識別光電成像的系統(tǒng)由處理器芯片、LED照明光源、光學(xué)濾波器、光學(xué)成像透鏡、圖像傳感器組成；其特征是: 所述圖像傳感器的成像陣列被配置為單元像素具有接收可見光-紅外光寬帶分布的成像波長光譜； 所述LED照明光源被配置為通過LED電流驅(qū)動器控制的輻射可見光-紅外光成像波長的LED照明光源，且該LED照明光源具有與圖像傳感器的可見光-紅外光寬帶成像波長分布相互匹配的輻射波長范圍； 所述光學(xué)濾波器被配置為通過光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器控制的可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器；所述可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器被配置為具有與圖像傳感器可見光-紅外光寬帶成像波長分布相互匹配的過濾波長范圍； 所述光學(xué)成像透鏡被配置為通過光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器控制的自動聚焦光學(xué)成像透鏡；所述自動聚焦光學(xué)成像透鏡被配置為具有與圖像傳感器的可見光-紅外光寬帶成像波長分布相互匹配的聚焦波長范圍； 所述可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器，自動聚焦光學(xué)成像透鏡，圖像傳感器的光學(xué)中心被配置為成像系統(tǒng)光學(xué)軸的同軸光路位置；所述的LED照明光源的光學(xué)中心被配置為成像系統(tǒng)光學(xué)軸的離軸光路位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，其特征是:通過所述LED照明光源輻射可見光成像波長，可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器改變過濾可見光成像波長，自動聚焦光學(xué)成像透鏡物理折射聚焦可見光成像波長，圖像傳感器的成像陣列接收可見光波長，構(gòu)成可見光光電成像的光學(xué)通路； 通過所述LED照明光源輻射紅外光成像波長，可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器改變過濾紅外光成像波長，自動聚焦光學(xué)成像透鏡物理折射聚焦紅外光成像波長，圖像傳感器的成像陣列接收紅外光波長，構(gòu)成生物識別光電成像的光學(xué)通路； 所述可見光光電成像采用可見光成像波長為400-650nm，聚焦工作物距WD至少在30-100cm的范圍內(nèi)； 所述生物識別光電成像采用紅外光成像波長為750-950nm，聚焦工作物距WD至少在30-100cm的范圍內(nèi)； 所述同軸光路位置為可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器，自動聚焦光學(xué)成像透鏡，圖像傳感器的光學(xué)中心線與成像系統(tǒng)光學(xué)軸間夾角具有O度角度； 所述離軸光路位置為照明光源的輻射光學(xué)中心線與成像系統(tǒng)光學(xué)軸間夾角具有5-30度角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，其特征是:所述的生物識別光電成像具有以下光學(xué)成像要求: 生物識別光電成像的成像波長WI滿足:750nm彡WI彡950nm ； 生物識別光電成像的聚焦工作物距WD滿足:10cm彡WD彡30cm ； 生物識別光電成像的像素空間分辨率PSR滿足:PSR彡lOpixel/mm ； 生物識別光電成像的光學(xué)放大倍率OM滿足:OM = PS*PSR ； 其中，所述PS為圖像傳感器每個(gè)成像像素單元的物理尺度；PSR為生物識別光電成像的像素空間分辨率； 所述生物識別光電成像的光學(xué)空間分辨率OSRI在像方平面滿足:在調(diào)制傳遞函數(shù)60%時(shí)，1/(4*PS)彡 OSRI ( 1/(2*PS)； 所述可見光光電成像具有以下光學(xué)成像要求: 可見光光電成像的成像波長WI滿足:400nm彡WI彡650nm ； 可見光光電成像的聚焦工作物距WD滿足:30cm ^ffD ^ 10cm ； 可見光光電成像的像素空間分辨率PSR應(yīng)該滿足:PSR ( 3pixel/mm ； 可見光光電成像的光學(xué)放大倍率0M，應(yīng)該滿足:0M = PS*PSR ； 其中，以上所述PS為圖像傳感器每個(gè)成像像素單元的物理尺度；PSR為可見光光電成像的像素空間分辨率； 所述可見光光電成像的光學(xué)空間分辨率OSRI在像方平面滿足:在調(diào)制傳遞函數(shù)60%時(shí)，1/(4*PS) ( OSRI ( 1/(2*PS)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，其特征是:所述圖像傳感器、LED電流驅(qū)動器、自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器以及光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器均由處理器芯片控制； 所述處理器芯片被配置為用于連接圖像傳感器，控制圖像傳感器成像陣列輸出的圖像像素值數(shù)據(jù)；連接LED電流驅(qū)動器驅(qū)動控制LED照明光源輻射強(qiáng)度、輻射角度和位置、輻射時(shí)間；連接自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)驅(qū)動自動聚焦光學(xué)成像透鏡物理聚焦；以及連接光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)驅(qū)動可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器波長范圍改變。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，其特征是:所述圖像傳感器的成像陣列中接收可見光-紅外光波長的成像像素單元的物理尺度PS滿足如下條件:lum/pixel ^ PS ^ 3um/pixel ； 所述圖像傳感器成像陣列接收的波長像素單元具有光電轉(zhuǎn)換的數(shù)值Y，其數(shù)值Y為: Y = Q*GAIN*EXP*ADCG*E*PSUEQl 其中:所述 EXP為圖像傳感器成像陣列的積分時(shí)間或曝光時(shí)間；EXP同步等于LED照明光源輻射時(shí)間；
EXP ( 33.3ms ； GAIN為圖像傳感器成像陣列的數(shù)字和模擬增益； 最大值GAIN滿足圖像傳感器的信噪比SNR，SNR彡36db分貝； ADCG為圖像傳感器成像陣列的ADC電壓模擬-數(shù)值轉(zhuǎn)換量化分辨率； E為圖像傳感器成像陣列接收的輻射率或輻射照度；
E = Οβ *I/WD2*cos2￥*(1/FN0)2
其中:I為LED照明光源106輻射強(qiáng)度； 最大值I滿足I ( 100mw/sr ； Ψ為LED照明光源的輻射角度，即LED照明光源的輻射光學(xué)中心線與成像系統(tǒng)光軸間的離軸夾角； Ψ滿足:5度;^ Ψ < 30度； WD為光學(xué)成像系統(tǒng)的聚焦工作物距； FNO為自動聚焦光學(xué)成像透鏡的數(shù)值光圈，即相對孔距倒數(shù)；
FNO 滿足:0.5*PS/ (1.22* λ ) ( FNO ( 2.0*PS/ (1.22* λ )；
λ為成像波長； β為成像物體的生物組織光學(xué)效應(yīng)反射率； C為光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)系數(shù)；
C = 1/16*cos4co/(1+0M)2 ； 其中:ω為入射光的物方視場角； ω滿足:0 < ω < F0V/2, FOV為光電成像系統(tǒng)的全視場角； OM為光電成像系統(tǒng)的光學(xué)放大倍率； PSU為圖像傳感器成像陣列的成像像素單元的物理尺度面積單位比；
PSU = (PS*PS) /cm2 ； Q為光電成像系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換常數(shù)； 所述圖像傳感器成像陣列接收像素單元光電轉(zhuǎn)換的數(shù)字值Y被作為成像圖像原始RAW像素?cái)?shù)據(jù)I {Y}輸出； 所述圖像傳感器的成像陣列被配置為全局幀成像模式或滾動行成像模式； 所述圖像傳感器被配置為RAW RGB像素輸出格式，使用RGB通道補(bǔ)償增益或RGB通道平衡增益； R=Iur(}m^)s(^)umk B=J^bWfWS(X)LaMX 以G通道補(bǔ)償或平衡增益為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)，G_GC =1.0； R通道補(bǔ)償或平衡增益R_GC = G/R ； B通道補(bǔ)償或平衡增益B_GC = G/B ； 所述[λ 1，λ h]為成像波長范圍； 所述g ( λ )，r ( λ )，b ( λ )分別為圖像傳感器的RGB光譜的光電量子轉(zhuǎn)換效率敏感度波長分布函數(shù)，f(A)為可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器的透射率波長分布函數(shù)，S(A)為LED照明光源的輻射率波長分布函數(shù)；L( λ )為自動聚焦光學(xué)成像透鏡的透射率波長分布函數(shù)； 所述圖像傳感器的圖像分辨率ROI被配置為:
ROI ^ 2560pixels*1280pixels ； 所述圖像傳感器具有主光線入射角CRA(Chief Ray Angle)彡25度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，其特征是:所述LED照明光源具有: 獨(dú)立或混合輻射的可見光和紅外光成像波長； 半峰值輻射視場角Ω ； 所述半峰值輻射視場角Ω滿足:
Ω ^ FOV ； 所述FOV為成像系統(tǒng)的全視場角；
FOV 彡 2*arctan((DI*PS)/(2*EFL))； 其中:EFL為自動聚焦光學(xué)成像透鏡的等效焦距；DI為圖像傳感器成像陣列的像面對角線像素單元的數(shù)量；PS為圖像傳感器成像陣列的像素單元的物理尺度； 用于優(yōu)化光電成像系統(tǒng)的成像視場和成像質(zhì)量效果的一個(gè)或多個(gè)不同輻射角度和位置； 用于聯(lián)合優(yōu)化光電成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量效果的與圖像傳感器成像同步的連續(xù)或脈沖輻射時(shí)間和輻射強(qiáng)度； 所述LED照明光源采用SMD表面貼片封裝。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，其特征是: 所述可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器具有: 當(dāng)改變?yōu)榭梢姽獬上癫ㄩL時(shí): 可見光成像波長范圍內(nèi)的光截止率Fi ^ 10.0%, 可見光成像波長范圍外的光截止率Fo ^ 99.0%, 或等價(jià)的 可見光成像波長范圍內(nèi)的光透射率Ti ^ 90.0%, 可見光成像波長范圍外的光透射率To < 1.0% ; 當(dāng)改變?yōu)榧t外光成像波長時(shí): 紅外光成像波長范圍內(nèi)的光截止率Fi ^ 10.0%, 紅外光成像波長范圍外的光截止率Fo > 99.0%， 或等價(jià)的 紅外光成像波長范圍內(nèi)的光透射率Ti彡90.0%， 紅外光成像波長范圍外的光透射率To < 1.0%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動終端可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)，其特征是: 所述自動聚焦光學(xué)成像透鏡被配置為固定焦距，采用液體驅(qū)動透鏡、液晶驅(qū)動透鏡、VCM音圈驅(qū)動透鏡、MEMS驅(qū)動透鏡、EDOF波前相位調(diào)制透鏡或者晶圓級陣列微透鏡中任意一種； 且其具有: 表面最大反射率Rmax ( 1.0%，表面平均反射率Ravg ^ 0.3%, 或等價(jià)的 表面最小透射率Tmin ^ 99.0%,表面平均透射率Tavg ^ 99.7% ； 所述自動聚焦光學(xué)成像透鏡具有:焦距EFL，數(shù)值光圈FNO滿足:
2mm ( EFL ( 5mm，1.4 彡 FNO 彡 2.8 ; 所述自動聚焦光學(xué)成像透鏡的光學(xué)畸變DOL絕對值被配置為: DOL絕對值彡1% ； 所述自動聚焦光學(xué)成像透鏡的相對照明率1R被配置為:
1R 彡 50% ； 所述1R =光學(xué)成像透鏡的邊緣視場亮度/光學(xué)成像透鏡的中心視場亮度； 所述自動聚焦光學(xué)成像透鏡和圖像傳感器被配置為相互匹配主光線入射角CRA。
9.一種用于可見光光電成像的成像方法，其特征是，包括以下步驟: ①處理器芯片進(jìn)行對光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器，LED電流驅(qū)動器，圖像傳感器，自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器初始化工作狀態(tài)配置； ②處理器芯片控制光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器，LED電流驅(qū)動器，圖像傳感器，自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器進(jìn)入低功耗待機(jī)或關(guān)機(jī)模式； ③處理器芯片判斷是否需要獲取可見光成像圖像，是轉(zhuǎn)步驟④，否繼續(xù)步驟③； ④處理器芯片通過光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器改變可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器為可見光成像波長； ⑤處理器芯片控制LED電流驅(qū)動器驅(qū)動LED照明光源產(chǎn)生可見光成像波長連續(xù)或同步脈沖模式的輻射； ⑥處理器芯片控制圖像傳感器的成像陣列接收全局幀成像模式或滾動行成像模式輸出的原始圖像RAW RGB像素?cái)?shù)據(jù)I {Y}； ⑦處理器芯片根據(jù)成像原始圖像RAW像素?cái)?shù)據(jù)I{Y}和像素單元光電轉(zhuǎn)換關(guān)系，驅(qū)動圖像傳感器和LED電流驅(qū)動器及自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器，實(shí)現(xiàn)反饋控制； ⑧處理器芯片分別對原始圖像RAW像素?cái)?shù)據(jù)I{Y}插值重建和圖像處理； ⑨處理器芯片輸出內(nèi)插重建和圖像處理后的圖像IIr，g, b}； ⑩返回步驟②循環(huán)。
10.一種用于生物識別光電成像的成像方法，其特征是，包括以下步驟: ⑴處理器芯片進(jìn)行對光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器，LED電流驅(qū)動器，圖像傳感器，自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器初始化工作狀態(tài)配置； ⑵處理器芯片控制光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器，LED電流驅(qū)動器，圖像傳感器，自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器進(jìn)入低功耗待機(jī)或關(guān)機(jī)模式； ⑶處理器芯片判斷是否需要獲取生物成像圖像，是轉(zhuǎn)步驟⑷，否繼續(xù)步驟⑶； ⑷處理器芯片通過光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器改變可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器為紅外光成像波長； (5)處理器芯片控制LED電流驅(qū)動器驅(qū)動LED照明光源產(chǎn)生紅外光成像波長連續(xù)或同步脈沖模式的輻射； (6)處理器芯片控制圖像傳感器的成像陣列接收全局幀成像模式或滾動行成像模式輸出的原始圖像RAW RGB像素?cái)?shù)據(jù)I {Y}； ⑴處理器芯片根據(jù)成像原始圖像RAW像素?cái)?shù)據(jù)I {Y}和像素單元光電轉(zhuǎn)換關(guān)系，驅(qū)動圖像傳感器和LED電流驅(qū)動器及自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器，實(shí)現(xiàn)反饋控制； ⑶處理器芯片輸出圖像I {Y}； ⑶返回步驟⑵循環(huán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述一種用于生物識別光電成像的成像方法，其特征是，所述圖像傳感器初始化工作狀態(tài)配置為RAW RGB像素輸出格式，RGB通道補(bǔ)償增益或RGB通道平衡增益處理可通過初始化工作狀態(tài)配置設(shè)置圖像傳感器的相應(yīng)的RGB通道數(shù)字和/或模擬增益簡化實(shí)現(xiàn)； 所述反饋控制包括如下的步驟: 首先、處理器芯片可以根據(jù)圖像傳感器輸出的成像原始圖像RAW像素?cái)?shù)據(jù)I {Y}和對應(yīng)的公式EQ1，反饋控制圖像傳感器的復(fù)位積分時(shí)間，數(shù)字和/或模擬增益設(shè)置，反饋控制LED電流驅(qū)動器驅(qū)動LED照明光源的輻射強(qiáng)度，和輻射時(shí)間，用于控制圖像亮度，信噪比和運(yùn)動模糊程度提高成像質(zhì)量； 其次、處理器芯片可以根據(jù)圖像傳感器輸出的成像原始圖像RAW像素?cái)?shù)據(jù)I {Y}計(jì)算圖像中鏡面全反射干擾程度和相對照明亮度均衡程度，反饋控制LED電流驅(qū)動器驅(qū)動LED照明光源用于控制輻射角度和位置以提高成像質(zhì)量； 最后、處理器芯片可以根據(jù)計(jì)算成像圖像原始RAW像素?cái)?shù)據(jù)I {Y}的焦點(diǎn)質(zhì)量值反饋控制自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器驅(qū)動自動聚焦光學(xué)成像透鏡實(shí)現(xiàn)生物識別光電成像聚焦工作物距WD至少在10cm-30cm的范圍。
12.—種驅(qū)動自動聚焦方法，包括以下步驟: 1.根據(jù)預(yù)定的聚焦工作物距范圍，定義待搜索的局部感興趣區(qū)域和搜索參數(shù)； 2.處理器芯片控制自動聚焦光學(xué)成像透鏡聚焦驅(qū)動器按照步驟I中定義待搜索的局部感興趣區(qū)域和搜索參數(shù)，驅(qū)動自動聚焦光學(xué)成像透鏡執(zhí)行在單調(diào)方向上連續(xù)性焦點(diǎn)位置搜索； 3.處理器芯片控制圖像傳感器獲取步驟2中在單調(diào)方向上連續(xù)性焦點(diǎn)位置搜索輸出的成像原始圖像RAW RGB像素?cái)?shù)據(jù)； 4.處理器芯片實(shí)時(shí)計(jì)算焦點(diǎn)位置搜索圖像的焦點(diǎn)質(zhì)量； 5.處理器判斷最佳焦點(diǎn)質(zhì)量對應(yīng)的圖像為最佳聚焦圖像。
13.—種生物識別防偽造物活體檢測方法，其特征是:采用通過可見光-紅外光成像波長輻射產(chǎn)生的生物組織光譜學(xué)活性特性實(shí)時(shí)檢測方法。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述一種生物識別防偽造物活體檢測方法，其特征是，所述的可見光-紅外光成像波長輻射產(chǎn)生的生物組織光譜學(xué)活性特性實(shí)時(shí)檢測方法，包括以下步驟: 1)處理器芯片通過光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器改變可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器為可見光成像波長； 處理器芯片驅(qū)動控制LED電流驅(qū)動器驅(qū)動LED照明光源產(chǎn)生可見光成像波長輻射；處理器芯片獲取圖像傳感器成像陣列的可見光成像波長圖像Ivs ； 2)處理器芯片通過光學(xué)濾波器控制驅(qū)動器改變可見光-紅外光可變波長光學(xué)濾波器為紅外光成像波長； 處理器芯片驅(qū)動控制LED電流驅(qū)動器驅(qū)動LED照明光源產(chǎn)生紅外光成像波長輻射；處理器芯片獲取圖像傳感器成像陣列的紅外光成像波長圖像I ir ； 3)處理器芯片計(jì)算步驟a、b中可見光成像波長圖像Ivs和紅外光成像波長圖像Iir的對比度C數(shù)據(jù)，分別為Ivs_C，和I ir_C ； 其中: C為虹膜區(qū)域與虹膜外區(qū)域間的對比度； 或 C為靜脈區(qū)域與靜脈外區(qū)域間的對比度；
C = S(Yiris)/S(Youtiris)； 或
C = S (Youtvein)/S(Yvein)； Yiris表示虹膜區(qū)域像素； Youtiris表示虹膜外區(qū)域像素； Yvein表示靜脈區(qū)域像素； Youtvein表示靜脈外區(qū)域像素； 所述的函數(shù)S為相應(yīng)區(qū)域像素統(tǒng)計(jì)評估函數(shù)，所述像素統(tǒng)計(jì)評估函數(shù)采用的方法包括:直方圖統(tǒng)計(jì)，頻率統(tǒng)計(jì)，平均值統(tǒng)計(jì)，加權(quán)平均值統(tǒng)計(jì)，中值統(tǒng)計(jì)，能量值統(tǒng)計(jì)，方差統(tǒng)計(jì)，梯度統(tǒng)計(jì)，空間-頻率域?yàn)V波器； 4)處理器芯片分別實(shí)時(shí)計(jì)算可見光成像波長輻射和紅外光成像波長輻射的圖像對比度1^_(:和Iir_C活性變化率Λ P ； 其中:
Δ P = Iir_C/Ivs_C*100% ； 5)根據(jù)可見光-紅外光成像波長輻射生物組織光譜學(xué)活性特性預(yù)設(shè)值，和步驟4)中數(shù)據(jù)值Λ P的活性對比度相應(yīng)變化率，判斷條件Λ P ) 300%實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測生物活體狀態(tài)； 所述的上述步驟I)和2)順序具有等價(jià)性，可以對換。
15.一種提高生物識別成功率的成像方法，其特征是:包括以下步驟: 1、注冊時(shí)采集至少兩個(gè)或以上的LED照明光源在不同輻射角度和位置時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像Iir {P Ψenroll}； I1、使用生物圖像Iir{Pil/enix)ll}計(jì)算獲得至少兩個(gè)或以上的生物特征模板Template {P ψθμ?ΙΙ}，進(jìn)行特征模板間交叉比對成功后，保存為注冊的生物特征模板； II1、識別時(shí)采集一個(gè)或以上的LED照明光源在不同輻射角度和位置時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像Iir {P Vrecogn}； IV、使用一個(gè)或多個(gè)生物圖像Iir{P vrecogn}計(jì)算產(chǎn)生的特征模板Template {P Ψrecogn}與注冊的生物特征模板Template {P Ψ enroll}間進(jìn)行交叉比對并獲得識別結(jié)果。
16.一種提高生物識別成功率的成像方法，其特征是:包括以下步驟: 1、注冊時(shí)采集至少兩種或以上的LED照明光源在不同輻射強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像Iir {Renroll}； i1、使用生物圖像Iir{Renroll}計(jì)算獲得至少兩個(gè)或以上的生物特征模板Template {Ren1ll}，進(jìn)行特征模板間交叉比對成功后，保存為注冊的生物特征模板； ii1、識別時(shí)采集一個(gè)或以上的LED照明光源在不同輻射強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像 Iir {Rrecogn}； iv、使用一個(gè)或多個(gè)生物圖像Iir{Rrecogn}計(jì)算產(chǎn)生的特征模板Template{Rrecogn}與注冊的生物特征模板Template {Renroll}間進(jìn)行交叉比對并獲得識別結(jié)果。
17.一種提高生物識別成功率的成像方法，其特征是:包括以下步驟: a注冊時(shí)采集至少兩種或以上的LED照明光源在不同輻射波長范圍時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像Iir{Wenroll}； b使用生物圖像Iir {Wenroll}計(jì)算獲得至少兩個(gè)或以上的生物特征模板Template {Wen1ll}，進(jìn)行特征模板間交叉比對成功后，保存為注冊的生物特征模板； c識別時(shí)采集一個(gè)或以上的LED照明光源在不同輻射波長范圍時(shí)產(chǎn)生的紅外光成像波長生物圖像Iir {Wrecogn}； d使用一個(gè)或多個(gè)生物圖像Iir {Wrecogn}計(jì)算產(chǎn)生的特征模板Template {Wrecogn}與注冊的生物特征模板Template {Wenroll}間進(jìn)行交叉比對并獲得識別結(jié)果。
18.—種移動終端，其特征是:包括權(quán)利要求1-17中的任一項(xiàng)所述的可見光和生物識別組合光電成像系統(tǒng)。
【文檔編號】H04N9/04GK104301633SQ201410611916
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】倪蔚民, 金城 申請人:倪蔚民